WO2025098559A1

WO2025098559A1 - Bussteckverbinder für einen modularen servomotor

Info

Publication number: WO2025098559A1
Application number: PCT/DE2024/100906
Authority: WO
Inventors: Marc GENAU
Original assignee: Harting Electronics GmbH and Co KG
Current assignee: Harting Electronics GmbH and Co KG
Priority date: 2023-11-09
Filing date: 2024-10-23
Publication date: 2025-05-15
Anticipated expiration: 2026-05-09
Also published as: DE102023131111A1

Abstract

Um die Montage von modularen Servomotoren zu erleichtern, wird ein modularer Bussteckverbinder vorgeschlagen. Der Bussteckverbinder besitzt mehrere miteinander durch Stecken elektrisch und mechanisch verbindbare Teile, nämlich mehrere separate Verbindungsmodule (1, 1', 1") und mehrere separate Verteilerelemente (3), insbesondere ringförmige Leiterkarten (3). Im Betriebszustand ist jedes der Verbindungsmodule (1, 1',1") sowohl mit zumindest einem der anderen Verbindungsmodule (1, 1',1") sowie mit jeweils einem Verbindungselement (3) / einer der ringförmigen Leiterkarten (3), gesteckt und dadurch mechanisch und elektrisch leitend damit verbunden.

Description

Titel: Bussteckverbinder für einen modularen Servomotor

Beschreibung

Die Erfindung geht aus von einem Bussteckverbinder nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 1.

Desweiteren geht die Erfindung aus von einem System aus einem modularen Servomotor und einem Bussteckverbinder gemäß Anspruch 1 .

Ferner geht die Erfindung aus von einem Montageverfahren für ein System gemäß Anspruch 12.

Derartige Bussteckverbinder dienen dazu, elektrische Funktionseinheiten eines modularen Servomotors, z. B. zum elektrischen Datenaustausch und/oder zur elektrischen Energieübertragung, elektrisch miteinander und/oder mit einer externen Schnittstelle zu verbinden. Modulare Servomotoren besitzen mehrere separate elektrische Funktionsmodule mit je einer elektrischen Baugruppe.

Stand der Technik

Die Druckschrift DE 198 00 707 A1 offenbart eine elektrische Verbindung zwischen einem Potentiometer, einem Stellmotor und einer Regelelektronik zum Regeln des Stellgliedes. Diese Druckschrift geht aus von einem vorherigen Stand der Technik, in dem die elektrische Verbindung zuvor aus elektrischen Leitungen bestand, so dass insgesamt eine hohe Zahl von Kontaktierungsstellen erforderlich war. Jede zusätzliche Kontaktierungsstelle erhöht jedoch das Risiko eines Fehlers und verteuert die Montage. Zur Verringerung der Anzahl von Kontaktierungsstellen schlägt die Druckschrift vor, das Trägersubstrat des Potentiometers und die Kontaktplatte des Motors als einstückige Leiterkarte auszubilden und die elektrischen Verbindungen wenigstens zum Teil aus in das Substrat eingebetteten Leiterbahnen auszuführen. Auf der Leiterkarte können auch elektrische Bauteile, wie zum Beispiel eine Motordrossel zur Funkentstörung, aufgebracht sein.

Die Druckschrift DE 10 2017 125 410 A1 zeigt eine Schnittstelle zum Anschließen eines Elektromotors an einen Kabelbaum. In einem motorseitigen Gehäuse sind zwei Steckkammern vorgesehen, wobei sich in jede Steckkammer ein Kontaktschwert des Elektromotors hineinerstreckt. Jede Steckkammer ist mit einem Anschlag für eine Steckhülse und einem Rastelement für die Steckhülse versehen ist. Die Erfindung betrifft auch einen Elektromotor mit einer solchen Schnittstelle.

Die Druckschrift US 2011 /117789 A1 zeigt eine Vorrichtung zum Anschließen eines Servomotors an mindestens ein elektrisches Kabel. Diese umfasst ein externes Gehäuse mit mindestens einem Kabeleingang, eine weitere Öffnung, für ein elektrisches Verbindungselement, welches eine Schnittstelle mit dem Servomotor bildet. Das elektrische Verbindungselement weist eine Wand aus einem isolierenden Material und längliche elektrische Kontakte auf, die sich rechtwinklig zu dieser Wand durch diese Wand erstrecken.

Nachteilig in diesem Stand der Technik ist, dass die Montage vom - insbesondere modularen - Servomotoren derzeit durch die Verkabelung einzelner separater elektrischer Module dieser Servomotoren mit Einzelkabeln, welche innenseitig durch das Motorgehäuse des jeweiligen Servomotors geführt werden müssen, erheblich erschwert ist.

Das Deutsche Patent- und Markenamt hat in der Prioritätsanmeldung zur vorliegenden Anmeldung den folgenden Stand der Technik recherchiert: DE 10 2017 203 142 A1 und US 2016/0204535 A1 . Aufgabenstellung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Bussteckverbinder anzugeben, der die Montage eines modularen Servomotors erleichtert.

Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Ein Bussteckverbinder ist für einen modularen Servomotor vorgesehen. Der Bussteckverbinder besitzt mehrere miteinander durch Stecken elektrisch und mechanisch verbindbare Teile, nämlich mehrere separate Verbindungsmodule und mehrere separate Verteilerelemente, wobei die Verteilerelemente insbesondere als ringförmige Leiterkarten ausgeführt sein können. Im Betriebszustand ist jedes der Verbindungsmodule sowohl mit zumindest einem der anderen Verbindungsmodule sowie mit jeweils einem Verteilerelement, insbesondere einer der ringförmigen Leiterkarten, gesteckt und dadurch mechanisch und elektrisch leitend damit verbunden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung angegeben.

Vorteilhafterweise lässt sich der Bussteckverbinder dem jeweiligen modularen Aufbau des jeweiligen modular zusammengestellten Servomotors anpassen.

Bevorzugt können die Verbindungsmodule untereinander entweder gleich ausgeführt sein oder zumindest einen gleichen Querschnitt besitzen. Im letzteren Fall besitzen sie damit untereinander sowohl die gleiche Höhe als auch die gleiche Breite können sich jedoch in ihrer Länge unterscheiden. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist jedes der Verbindungsmodule im Wesentlichen quaderförmig ausgeführt. Insbesondere ist zumindest eines, insbesondere mehrere, bevorzugt jedes dieser Module länglich ausgeführt, also mindestens doppelt so lang wie breit und/oder hoch, insbesondere mindestens dreimal so lang wie breit und/oder hoch, bevorzugt mindestens viermal so lang wie breit und/oder hoch und besonders bevorzugt sogar mindestens fünfmal so lang wie breit und/oder hoch, z. B. mindestens sechsmal so lang wie breit und/oder hoch, beispielsweise mindestens achtmal so lang wie breit und/oder hoch.

Dies ist besonders vorteilhaft, weil die Verbindungsmodule auf diese Weise innerhalb des Gehäuses wenig Platz beanspruchen und dennoch vergleichsweise weit entfernte Baugruppen des Servomotors miteinander elektrisch leitend verbinden können.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können die Verbindungsmodule im Wesentlichen steif ausgeführt sein. Dadurch sind sie zwar weniger flexibel ausgeführt als beispielsweise ein biegsames, elektrisches Kabel. Durch ihre Steifigkeit ist ihr linearer Verlauf innerhalb des Motorgehäuses des jeweiligen Servomotors durch ihre Form vorgegeben und behindert auch bei einer hohen Anzahl separater elektrischer Verbindungen nicht die Montage des Servomotors, was einen erheblichen Vorteil darstellt.

In einer bevorzugten Ausgestaltung können die Verbindungsmodule jeweils drei Steckanschlüsse besitzen, nämlich einen ersten, einen zweiten und einen dritten Steckanschluss. Der erste und der zweite Steckanschluss können an zwei einander gegenüber liegenden Enden des jeweiligen Verbindungsmoduls angeordnet und so durch dessen Länge beabstandet sein. Der erste Steckanschluss jedes Verbindungsmoduls ist dann dazu eingerichtet, mit einem zweiten Steckanschluss eines der anderen Verbindungsmodule gesteckt zu werden. Der dritte Steckanschluss kann am Verbindungsmodul in der Nähe des ersten Steckanschlusses angeordnet sein und dient dem steckenden elektrischen Verbinden mit einem Verteilerelement. Die Verteilerelemente, insbesondere die ringförmigen Leiterkarten, können dazu ebenfalls jeweils zumindest einen Verteilerstecker besitzen, der dazu vorgesehen ist, mit dem dritten Steckanschluss des jeweiligen Verbindungsmoduls gesteckt zu werden.

Weiterhin können die Verteilerelemente je mindestens einen, bevorzugt mehrere elektrische Anschlüsse zur elektrisch leitenden Verbindung mit Elementen der jeweiligen elektrischen Baugruppe aufweisen. Dadurch kann das Verbindungsmodul, insbesondere die ringförmige Leiterkarte und bevorzugt deren Leiterbahnen, an die elektrische Baugruppe des jeweiligen Funktionsmoduls angeschlossen - d. h. elektrisch leitend mit den Elementen der elektrischen Baugruppe verbunden - werden.

Der erste Steckanschluss jedes Verbindungsmoduls kann grundsätzlich als externe Schnittstelle, z. B. zum Stecken mit einem externen Steckverbinder, dienen. Üblicherweise ist im montierten Zustand, d. h. im Betriebszustand, genau eines der Verbindungsmodule als erstes Verbindungsmodul in einer Reihe seriell aneinandergesteckter Verbindungsmodule angeordnet und stellt so seinen ersten Steckanschluss, wie vorgenannt, als externe Schnittstelle z. B. dem besagten externen Steckverbinder zur Verfügung.

Wie bereits erwähnt, ist der jeweils erste Steckanschluss jedes Verbindungsmoduls zum steckenden Verbinden mit dem zweiten Steckanschluss jedes der anderen Verbindungsmodule eingerichtet. Dadurch wird die besagte Reihe aneinander gesteckter Verbindungsmodule hergestellt. Der dritte Steckanschluss kann dann jeweils zum steckenden Verbinden mit dem Verteilerstecker des jeweiligen Verteilerelements, insbesondere der ringförmigen Leiterkarte, dienen.

Bei den Verteilerelementen kann es sich um Schaltungsträger handeln. Insbesondere können die Schaltungsträger eine mittlere Durchgangsöffnung besitzen und bevorzugt ringförmig ausgeführt sein.

Wie bereits erwähnt, kann es sich bei den Verteilerelementen je um eine Leiterkarte, besonders bevorzugt je um eine ringförmige Leiterkarte handeln. Der Verteilerstecker der ringförmigen Leiterkarte kann als Leiterkartensteckverbinder ausgeführt sein.

Alternativ kann das jeweilige Verteilerelement selbstverständlich auch als irgendeine andere elektrisch leitende Verbindung ausgeführt sein, z. B. als Verkabelung mit ein oder mehreren Einzelkabeln oder als ein mehradriges Flachbandkabel o. ä.. Die Ausführung als ringförmige Leiterkarte besitzt jedoch einige Vorteile und wird im Folgenden explizit erläutert.

Jedes der Verbindungsmodule und jedes der Verteilerelemente, insbesondere jede der ringförmigen Leiterkarten, können je mindestens eine Leiterbahn aufweisen. Bevorzugt kann jedes Verbindungsmodul mehrere Leiterbahnen aufweisen, z. B. zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun oder gar zehn Leiterbahnen oder gar noch mehr. Bevorzugt kann auch zumindest eine, insbesondere mehrere und besonders bevorzugt können sämtliche der Verteilerelemente, insbesondere der ringförmigen Leiterkarten, mehrere Leiterbahnen aufweisen, z. B. zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun oder gar zehn Leiterbahnen oder gar noch mehr.

Insbesondere können die Verteilerelemente, insbesondere die ringförmigen Leiterkarten, zueinander identisch ausgeführt sein. Jedes der Verteilerelemente, insbesondere jede der ringförmigen Leiterkarten, kann an ihren Leiterbahnen elektrische Anschlüsse zur elektrisch leitenden Verbindung mit der elektrischen Baugruppe des jeweiligen elektrischen Moduls des jeweiligen modularen Servomotors besitzen.

Dazu ist insbesondere die Ringform der Leiterkarte besonders vorteilhaft, weil auf diese Weise die Anschlüsse der Leiterkarte problemlos und ohne aufwändige Verkabelung in der Nähe der anzuschließenden Bauteile der jeweiligen elektrischen Baugruppe angeordnet seien können. Die Leiterkarte kann zu diesem Zweck im montierten Zustand innenseitig des Motorgehäuses um laufend an der Motorgehäuseinnenwand und quer zur Längsrichtung des Motorgehäuses angeordnet sein.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung kann jeder der Steckanschlüsse zumindest einen elektrisch leitend mit der jeweiligen zumindest einen Leiterbahn verbundenen Steckkontakt besitzen. In jedem der Verbindungsmodule ist der jeweilige zumindest eine Steckkontakt des ersten Steckanschlusses über die mit ihm elektrisch leitend verbundene Leiterbahn mit je einem Steckkontakt des zweiten und einem Steckkontakt des dritten Steckanschlusses verbunden. Weiterhin ist die mindestens eine Leiterbahn der ringförmigen Leiterkarte mit dem mindestens einen Steckkontakt des Verteilersteckers der Leiterkarte elektrisch leitend verbunden. Im gesteckten Zustand ist somit jede Leiterbahn der ringförmigen Leiterkarte mit je einer Leiterbahn der Verbindungsmodule elektrisch leitend verbunden.

Im montierten Zustand, d. h. im Betriebszustand, können sämtliche Verbindungsmodule über ihre ersten und/oder zweiten Steckanschlüsse direkt oder indirekt miteinander gesteckt sein, so dass vorteilhafterweise jede Leiterbahn eines Verbindungsmoduls elektrisch leitend mit je einer Leiterbahn jedes der anderen Verbindungsmodule verbunden ist. Somit ist vorteilhafterweise ein durchgehendes Bussystem für den gesamten Servomotor bereitgestellt. Zudem kann in einer bevorzugten Ausgestaltung jede dieser Leiterbahnen mit je einer Leiterbahn zumindest einer der ringförmigen Leiterkarten, bevorzugt sämtlicher der ringförmigen Leiterkarten, elektrisch leitend verbunden sein.

Der montierte Bussteckverbinder kann als lineare Anordnung miteinander elektrisch in Reihe verbundener und miteinander gesteckter Verbindungsmodule ausgeführt sein, wobei in der Nähe jeder zwischen den Verbindungsmodulen Steckverbindung ein Verteilerelement angeordnet ist. Bei dem Verteilerelement kann es sich um die besagten ringförmige Leiterkarte handeln, deren Leiterkartenebene bevorzugt quer zur Erstreckungsrichtung der Verbindungsmodule, also quer zur Längsrichtung des Motorgehäuses, ausgerichtet ist.

Ein System besitzt einen modularen Servomotor und einem Bussteckverbinder der vorgenannten Art. Ein solcher modularer Servomotor zeichnet sich dadurch aus, dass er mehrere separate elektrische Funktionsmodule mit elektrischen Baugruppen aufweist. Vorteilhafterweise können mehrere, insbesondere sämtliche, elektrische Baugruppen einzelner verschiedener Funktionsmodule durch den Bussteckverbinder elektrisch leitend miteinander verbunden werden.

Der Servomotor besitzt ein Motorgehäuse sowie mehrere derartige im Motorgehäuse angeordnete und in Längsrichtung des Motorgehäuses voneinander beabstandete, separate elektrische Funktionsmodule. Bei den Funktionsmodulen kann es sich z. B. um eine Bremse, einen Stator, einen Rotor, einen Motor, bestehend aus einem Stator und einem Rotor, einen Geber, ein Getriebe, insbesondere ein Winkelgetriebe und ähnliche Funktionseinheiten handeln. In der Regel besitzt jedes der Funktionsmodule eine elektrischen Baugruppe. Der Bussteckverbinder ist im Inneren des Motorgehäuses angeordnet ist und erstreckt sich im Motorgehäuse entlang der besagten Längsrichtung. Dabei ist in der Nähe der jeweiligen elektrischen Baugruppe jedes Funktionsmoduls eine der ringförmigen Leiterkarten angeordnet und mit der jeweiligen elektrischen Baugruppe elektrisch leitend verbunden.

Das Motorgehäuse kann mehrteilig ausgeführt sein und für jedes elektrische Funktionsmodul ein separates Gehäusesegment besitzen. In jedem Gehäusesegment ist dann das jeweilige elektrische Funktionsmodul angeordnet. Die Gehäusesegmente sind zur Bildung des Motorgehäuses zusammenfügbar und aneinander fixierbar.

Ein System ist gebildet aus einem modularen Servomotor und einem Bussteckverbinder gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Servomotor ein Motorgehäuse sowie mehrere im Motorgehäuse angeordnete und in Längsrichtung des Motorgehäuses voneinander beabstandete, separate elektrische Funktionsmodule mit je einer elektrischen Baugruppe aufweist. Der Bussteckverbinder ist im Motorgehäuse angeordnet und erstreckt sich im Motorgehäuse entlang der besagten Längsrichtung. In der Nähe jeder elektrischen Baugruppe ist eines der Verteilerelemente, insbesondere eine der ringförmigen Leiterkarten, angeordnet und mit der jeweiligen elektrischen Baugruppe elektrisch leitend verbunden.

Wie bereits erwähnt, kann das Motorgehäuse mehrteilig ausgeführt sein und für jedes elektrische Funktionsmodul ein separates Gehäusesegment besitzen, in welchem das jeweilige elektrische Funktionsmodul angeordnet ist. Die Gehäusesegmente sind dann zur Bildung des Motorgehäuses zusammenfügbar und aneinander fixierbar.

Im Inneren jedes Gehäusesegments kann eine sich in Längsrichtung erstreckende Aufnahmeausnehmung zur Aufnahme des jeweiligen Verbindungsmoduls befinden. Die Verbindungsmodule können in Längsrichtung im Wesentlichen die gleiche Länge besitzen wie dasjenige Gehäusesegment, in dem sie jeweils angeordnet sind. „Im Wesentlichen die gleiche Länge“ bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die jeweiligen Verbindungsmodule durch zusammenfügen ihrer Gehäusesegmente miteinander steckbar sind, denn dazu dürfen sie weder zu weit überstehen - sonst wären die Gehäusesegmente nicht mehr aneinander anfügbar - noch dürfen sie in der jeweiligen Aufnahmeausnehmung beidseitig oder einseitig versenkt angeordnet sein, denn dann wären sie nicht mehr mit dem jeweils benachbarten Verbindungsmodul steckbar. Durch dieses Zusammenfügen der Gehäusesegmente schließen die einzelnen Aufnahmeausnehmungen der Gehäusesegmente aneinander an und bilden im Motorgehäuse so eine Gesamtaufnahmeausnehmung, in welcher die dadurch automatisch zusammengesteckten Verbindungsmodule gemeinsam formschlüssig im Motorgehäuse gehalten sind.

Ein System der vorgenannten Art kann unter Verwendung der folgenden Verfahrensschritte montiert werden, wobei jede sinnvolle Reihenfolge der Verfahrensschritte, welche sich dem Fachmann ohne weiteres als zielführend darstellt, als offenbart gilt.

Die Verbindungsmodule werden in die Aufnahmeausnehmungen des jeweils dazu passenden Gehäusesegments eingeschoben. „Passend“ bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Verbindungsmodule im Wesentlichen die gleiche Länge besitzen wie das Gehäusesegment in das sie eingeschoben sind.

Die benötigten elektrischen Funktionsmodule werden jeweils in das dazugehörige Gehäusesegment eingebracht. Mit jedem Verbindungsmodul wird je ein Verteilerelement steckend mechanisch und elektrisch leitend verbunden. Das Verteilerelement befindet sich dann in der Nähe der elektrischen Baugruppe des dazugehörigen Funktionsmoduls.

Ein oder mehrerer elektrische Anschlüsse des Verteilerelements werden mit Elementen der elektrischen Baugruppe des elektrischen Funktionsmoduls elektrisch leitend verbunden.

Schließlich werden die Motorgehäuseteile zusammengefügt. Dadurch werden auch die Verbindungsmodule benachbarter Gehäusesegmente elektrisch miteinander verbunden. Dadurch können die dafür vorgesehenen elektrischen Baugruppen der verschiedenen elektrischen Funktionsmodule elektrisch miteinander verbunden werden. Alternativ oder ergänzend sind sämtliche Anschlüsse und Elemente jeder Baugruppe mit Steckkontakten der externen Schnittstelle verbindbar.

Dabei ist es dem Fachmann klar, dass die konkrete elektrische Verschaltung der elektrischen Baugruppen für den jeweiligen Anwendungsfall vom Benutzer individuell auszuführen ist. Der Bussteckverbinder ermöglicht dazu vorteilhafterweise, insbesondere aufgrund seines modularen Aufbaus, eine einfache und übersichtliche Montage des modularen Servomotors ohne störende in Längsrichtung verlaufende Mehrfachverkabelung. Gleichzeitig ermöglicht der Bussteckverbinder jede gewünschte elektrische Verbindung jedes Elements der elektrischen Baugruppe jedes Funktionsmoduls mit jedem Element der elektrischen Baugruppe jedes anderen Funktionsmoduls sowie mit der externen Schnittstelle.

Die zu einem Motorgehäuse zusammengesteckten Gehäuseteile können bevorzugt aneinander befestigt werden. Je nach Anwendungsgebiet kann zudem auch eine angemessene Abdichtung stattfinden. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung können die Gehäusesegmente zusammen mit dem darin eingefügten jeweiligen Funktionsmodul und dem darin eingesteckten jeweiligen Verbindungsmodul sowie dem mit dem Verbindungsmodul gesteckten und mit dem Funktionsmodul verbundenen Verteilerelement als Motormodul über einen gewissen Zeitraum vorgehalten werden, beispielsweise in einem Lager, bis sie zu einem beliebigen Zeitpunkt benötigt werden. Zur Herstellung eines gewünschten Servomotors müssen diese Motormodule bei Bedarf dann nur noch in der gewünschten Reihenfolge aneinandergefügt und aneinander befestigt werden. Die sonst bisher übliche, unhandliche und dadurch fehleranfällige innenseitige Verkabelung längs des Motorgehäuses entfällt. Die Montage sowie eventuelle Wartungsarbeiten werden dadurch zeitlich besser planbar und einzelne Arbeitsabläufe können sich dadurch flexibilisieren.

Ausführungsbeispiel

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1a ein Motorgehäuse, aufweisend mehrere Gehäusesegmente, zusammen mit einem mehrteiligen Bussteckverbinder in einer Explosionsdarstellung.

Fig. 1 b einen montierten Servomotor mit der vorgenannten Anordnung von außen;

Fig. 2a - c ein Gehäusesegment zusammen mit einem Verbindungsmodul und einer ringförmigen Leiterkarte im Montagevorgang; Fig. 3a - c Das Gehäusesegment mit dem Verbindungsmodul und der ringförmigen Leiterkarte im montierten Zustand in drei Ansichten;

Fig. 4 einen steckseitigen Ausschnitt des zusammengesteckten Bussteckverbinders;

Fig. 5a, b eine alternative Steckverbindung zwischen einem Leiterkartensteckverbinder und einem Verbindungsmodul.

Die Figuren enthalten teilweise vereinfachte, schematische Darstellungen. Zum Teil werden für gleiche, aber gegebenenfalls nicht identische Elemente identische Bezugszeichen verwendet. Verschiedene Ansichten gleicher Elemente könnten unterschiedlich skaliert sein. Richtungsangaben wie beispielsweise „links“, „rechts“, „oben“ und „unten“ sind mit Bezug auf die jeweilige Figur zu verstehen und können in den einzelnen Darstellungen gegenüber dem dargestellten Objekt variieren.

Die Fig. 1a zeigt ein Motorgehäuse 400, aufweisend mehrere Gehäusesegmente 4, 4', 4", zusammen mit einem mehrteiligen Bussteckverbinder in einer Explosionsdarstellung.

Das Motorgehäuse besitzt mehrere Gehäusesegmente 4, 4', 4" mit je einer im Wesentlichen quaderförmigen Außenform und je einer zylinderförmigen, als Durchgangsöffnung ausgeführten Gehäuseöffnung 40, 40', 40" zur Aufnahme je eines Funktionsmoduls. An jeder

Aufnahmeöffnung 40, 40', 40" ist eine Aufnahmeausnehmung 48 angeordnet, von denen aber in der Zeichnung aus perspektivischen Gründen nicht alle sichtbar sind. Oben und unten in der Zeichnung sind die Gehäuseendstücke 41 , 42 dargestellt, wobei im unten dargestellten Gehäuseendstück 42 die Motorwelle 2 hindurchragt. Die Gehäusesegmente 4, 4', 4", unterscheiden sich zum Teil durch ihre Länge. In der Mitte sind zwei gleichgroße Gehäusesegmente 4 gezeigt. Oberhalb ist ein damit vergleichen kürzeres Gehäusesegment 4'gezeigt. Unten ist das kürzeste Gehäusesegment 4" dieser Anordnung gezeigt.

Zwischen den Gehäusesegmenten 4, 4', 4" sowie zwischen dem kürzesten Gehäusesegment 4" und dem unten dargestellten Gehäuseendstück 42 ist jeweils ein Verteilerelement in Form einer ringförmigen Leiterkarte 3 sowie ein Verbindungsmodul 1 , 1 ', 1" gezeigt, wobei die Länge des jeweiligen Verbindungsmoduls 1 , 1 ', 1" im Wesentlichen der Länge des darüber dargestellten Gehäusesegments 4, 4', 4" entspricht. Abgesehen von der Länge unterscheiden sich die Verbindungsmodule 1 , 1 ', 1" nicht voneinander.

In der Fig. 1 b ist das zusammengesetzte Motorgehäuse 400 mit dem darin eingefügten Bussteckverbinder von außen zu sehen. Dabei ist in jedem Gehäusesegment 4, 4', 4" ein nicht gezeigtes Funktionsmodul mit je einer elektrischen Baugruppe angeordnet, so dass hier ein kompletter modularer Servomotor von außen gezeigt ist.

Die Fig. 2a bis 2c zeigen, wie das mittlere Gehäusesegment 4 mit dem jeweiligen Verbindungsmodul 1 und der ringförmigen Leiterkarte 3 bestückt wird. Die weiteren Gehäusesegmente 4', 4" werden in gleicher Weise mit den entsprechenden Verbindungsmodulen 1 ', 1" und ringförmigen Leiterkarten 3 bestückt.

Das Verbindungsmodul 1 besitzt einen ersten 11 , zweiten 12 und dritten 13 Steckanschluss. Der erste Steckanschluss 11 dient zum Stecken mit dem zweiten Steckanschluss 12 eines der anderen

Verbindungsmodule 1 , 1 ', 1". Der zweite Steckanschluss 12 dient dementsprechend zum Stecken mit dem ersten Steckanschluss 11 eines der anderen Verbindungsmodule 1 , 1 ', 1 ". Lediglich der erste Steckanschluss 11 des in der vorangegangenen Darstellung unten dargestellten, kürzesten Verbindungsmoduls 1 " wird mit keinem der anderen Verbindungsmodule 1 " gesteckt, sondern dient als externe Schnittstelle S (vergl. dazu Fig. 4).

Es ist leicht ersichtlich, dass an der zylinderförmigen Gehäuseöffnung 40 die Aufnahmeausnehmung 48 zur Aufnahme des Verbindungselements 1 angeordnet ist. Dies ist bei den anderen Gehäusesegmenten 4', 4" und den jeweiligen Verbindungelementen 1 ', 1" selbstverständlich auch der Fall, hier aber nicht explizit dargestellt.

Das Verbindungselement 1 wird längs in die Aufnahmeausnehmung 48 geschoben und schließt beidseitig mit dem Gehäusesegment 4 ab.

Nun kann ein dazu passendes Funktionsmodul (nicht gezeigt) in die Gehäuseöffnung 40 derart eingebracht werden, dass dessen elektrische Baugruppe in der Zeichnung links, also vorne, in dem hier sichtbaren Teil der Gehäuseöffnung 40 angeordnet ist.

Die ringförmige Leiterkarte 3 wird, wie in der Fig. 2b dargestellt, mittels ihres als Leiterkartensteckverbinder 31 ausgeführten Verteilersteckers mit ersten dem dritten Steckanschluss 13 des Verbindungsmoduls 1 gesteckt und ist daraufhin, wie in der Fig. 2c dargestellt, am Gehäusesegment 4 gehalten.

Am unteren Rand der Gehäuseöffnung 40 besitzt das Gehäusesegment 4 eine Positionierungsausnehmung 47 und die ringförmige Leiterkarte 3 besitzt einen entsprechenden Positionierungsvorsprung 37. In der Fig. 2c ist die ringförmige Leiterkarte 3 formschlüssig in der Gehäuseöffnung 40 gehalten und durch die formschlüssige Aufnahme des Positionierungsvorsprungs 37 in die Positionierungsausnehmung 47 gegenüber dem Gehäusesegment 4 bestimmungsgemäß positioniert ist. Die Fig. 3a und 3c zeigen die Anordnung aus der Fig. 2c mit entgegengesetzt orientierten Blicken in Richtung der Längsachse (nicht explizit gezeigt). Die Blickrichtung der Fig. 2b verläuft senkrecht dazu.

Die Fig 4 zeigt einen steckseitigen Abschnitt des zusammengesteckten Bussteckverbinders. Das mittig dargestellte Verbindungsmodul 1 ist einerseits mittels seines zweiten Steckanschlusses 12 mit dem ersten Steckanschluss 11 des rechts davon dargestellten Verbindungsmoduls 1 gesteckt. Andererseits ist das mittig dargestellte Verbindungsmodul 1 mittels seines ersten Steckanschlusses 11 mit dem zweiten Steckanschluss 12 des links davon dargestellten, kürzesten der Verbindungsmodule 1 " gesteckt.

Der erste Steckanschluss 11 des links dargestellten, kürzesten Verbindungsmoduls 1 " wird mit keinem der anderen Verbindungsmodule 1 " gesteckt, sondern dient als externe Schnittstelle S.

Jedes Verbindungsmodul 1 , 1 ', 1 " ist mittels seinem dritten Steckanschlusses 13 mit dem als Leiterkartensteckverbinder 31 ausgeführten Steckanschluss des der ringförmigen Leiterkarte 3 gesteckt.

Dadurch ist die Ebene der ringförmigen Leiterkarten 3 rechtwinklig zur Erstreckungsrichtung der linear angeordneten Verbindungsmodule 1 , 1 ', 1 " ausgerichtet. Im montierten Zustand verläuft diese Erstreckungsrichtung in Richtung der Längsachse des Motorgehäuses 400.

In dieser Darstellung ist der Leiterkartensteckverbinder 31 durch freistehende Leiterkartenkontakte gebildet, die mit Messerkontakten des dritten Steckanschlusses 13 der jeweiligen

Verbindungselements 1 , 1 ', 1 "gesteckt sind, wobei die Messerkontakte jeweils an laschenartigen Anformungen des jeweiligen Verbindungselements 1 , 1 ', 1 " angeordnet sind. Die Fig. 5a und 5b zeigen eine alternative Steckverbindung, also einen alternativen Leiterkartensteckverbinder 31 ' und einen alternativen dritten Steckanschluss 13' im gesteckten sowie im nicht gesteckten Zustand.

Der Unterschied zur zuvor diskutierten Variante besteht darin, dass der alternative Leiterkartensteckbinder 31 einen Kontaktträger mit Schlitzen aufweist, in denen die Leiterkartenkontakte aufgenommen sind. Die Messerkontakte des alternativen dritten Steckanschlusses 13' sind hier frei stehend angeordnet, um beim Zusammenstecken des alternativen Leiterkartensteckverbinders 31 mit dem alternativen dritten Steckanschlusses 13' in die Schlitze des Kontaktträgers einzugreifen und mit den Leiterkartenkontakten mechanisch und elektrisch verbunden zu werden.

Auch wenn in den Figuren verschiedene Aspekte oder Merkmale der Erfindung jeweils in Kombination gezeigt sind, ist für den Fachmann - soweit nicht anders angegeben - ersichtlich, dass die dargestellten und diskutierten Kombinationen nicht die einzig möglichen sind. Insbesondere können einander entsprechende Einheiten oder Merkmalskomplexe aus unterschiedlichen Ausführungsbeispielen miteinander ausgetauscht werden.

Bezugszeichenliste

I , 1 ', 1" Verbindungsmodul

I I , 12, 13, 13' erster, zweiter, (alternativer) dritter Steckanschluss

2 Motorwelle

3 ringförmige Leiterkarte, Verteilerelement

31 , 31 ' (alternativer) Leiterkartensteckverbinder/

Verteilerstecker

37 Positionierungsvorsprung

4, 4', 4" Gehäusesegmente

41 , 42 Gehäuseendstücke

40, 40', 40" Gehäuseöffnung

47 Positionierungsausnehmung

48 Aufnahmeausnehmung

400 Motorgehäuse

S Externe Schnittstelle

Claims

Ansprüche

1 . Bussteckverbinder für einen modularen Servomotor, wobei der Bussteckverbinder mehrere miteinander durch Stecken elektrisch und mechanisch miteinander verbindbare Teile besitzt, nämlich mehrere separate Verbindungsmodule (1 , 1 ', 1 ") und mehrere separate Verteilerelemente (3), wobei im Betriebszustand jedes der Verbindungsmodule (1 , 1 ', 1 ") mit je zumindest einem der anderen Verbindungsmodule (1 , 1 ', 1 ") sowie mit je einem Verteilerelement (3) gesteckt und dadurch mechanisch und elektrisch leitend verbunden ist.

2. Bussteckverbinder gemäß Anspruch 1 , wobei jedes der Verbindungsmodule (1 , 1 ', 1 ") im Wesentlichen quaderförmig und/oder im Wesentlichen steif ausgeführt ist.

3. Bussteckverbinder gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Verbindungsmodule (1 , 1 ', 1 ") entweder gleich ausgeführt sind oder zumindest einen gleichen Querschnitt besitzen und sich lediglich durch ihre Länge unterscheiden.

4. Bussteckverbinder gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Verbindungsmodule (1 , 1 ', 1 ") jeweils drei Steckanschlüsse, nämlich einen ersten (11 ), einen zweiten (12) und einen dritten (13, 13') Steckanschluss besitzen und wobei die Verteilerelemente (3) jeweils zumindest einen Verteilerstecker (31 ) besitzen.

5. Bussteckverbinder gemäß Anspruch 4, wobei der erste Steckanschluss (11 ) jedes Verbindungsmoduls (1 ) als externe Schnittstelle (S) oder zum steckenden Verbinden mit dem zweiten Steckanschluss (12) je eines der anderen Verbindungsmodule (1 , 1 ', 1 ") dient und wobei der dritte Steckanschluss (13, 13') zum steckenden Verbinden mit dem Verteilerstecker (31 , 31 ') des jeweiligen Verteilerelements (3) dient.

6. Bussteckverbinder gemäß einem der Ansprüche 4 bis 5, wobei sowohl jedes der Verbindungsmodule (1 , 1 ', 1 ") mindestens eine Leiterbahn aufweist.

7. Bussteckverbinder gemäß Anspruch 6, wobei jedes Verteilerelement (3) mindestens eine Leiterbahn aufweist.

8. Bussteckverbinder gemäß Anspruch 7, wobei es sich bei den Verteilerelementen jeweils um eine ringförmige Leiterkarte (3) handelt, deren Verteilerstecker als Leiterkartensteckverbinder (31 , 31 ') ausgeführt ist.

9. Bussteckverbinder gemäß Anspruch 8, wobei die ringförmigen Leiterkarten (3) zueinander gleich ausgeführt sind.

10. Bussteckverbinder gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei jeder der Steckanschlüsse (11 , 12, 13, 13') zumindest einen elektrisch leitend mit der jeweiligen zumindest einen Leiterbahn verbundenen Steckkontakt besitzt, so dass in jedem der Verbindungsmodule (1 , 1 ', 1 ") der jeweilige zumindest eine Steckkontakt des ersten Steckanschlusses (11) über die mit ihm elektrisch leitend verbundene Leiterbahn mit je einem Steckkontakt des zweiten (12) und des dritten Steckanschlusses (13, 13') verbunden ist und wobei die mindestens eine Leiterbahn des Verteilerelements (3) mit der mindestens einer Leiterbahn zumindest eines der Verbindungsmodule (1 , 1 ', 1 ") elektrisch leitend verbindbar ist.

11 . Bussteckverbinder gemäß Anspruch 10, wobei im Betriebszustand sämtliche Verbindungsmodule (1 , 1 ', 1 ") über ihre ersten (11 ) und/oder zweiten (12) Steckanschlüsse miteinander elektrisch verbunden sind, so dass jede Leiterbahn eines Verbindungsmoduls (1 , 1 ', 1 ") elektrisch leitend mit je einer Leiterbahn jedes der anderen Verbindungsmodule (1 , 1 ', 1 ") und zumindest einer Leiterbahn zumindest einer der ringförmigen Leiterkarten (3) elektrisch leitend verbunden ist.

12. Bussteckverbinder gemäß Anspruch 11 , wobei im Betriebszustand jede der Leiterbahnen jedes Verbindungsmoduls (1 , 1 ', 1 ") elektrisch leitend mit je einer Leiterbahn jeder der ringförmigen Leiterkarten (3) verbunden ist.

13. System aus einem modularen Servomotor und einem Bussteckverbinder gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Servomotor ein Motorgehäuse (400) sowie mehrere im Motorgehäuse (400) angeordnete und in Längsrichtung des Motorgehäuses (400) voneinander beabstandete, separate elektrische Funktionsmodule mit je einer elektrischen Baugruppe aufweist, wobei der Bussteckverbinder im Motorgehäuse (400) angeordnet ist und sich im Motorgehäuse (400) entlang der besagten Längsrichtung erstreckt, wobei in der Nähe jeder elektrischen Baugruppe eines der Verteilerelemente (3) angeordnet und mit der jeweiligen elektrischen Baugruppe elektrisch leitend verbunden ist.

14. System gemäß Anspruch 13, wobei das Motorgehäuse (400) mehrteilig ausgeführt ist und für jedes elektrische Funktionsmodul ein separates Gehäusesegment (4, 4', 4") besitzt, in welchem das jeweilige elektrische Funktionsmodul angeordnet ist, wobei die Gehäusesegmente (4, 4', 4") zur Bildung des Motorgehäuses (400) zusammenfügbar und aneinander fixierbar sind.

15. System gemäß Anspruch 14, wobei jedes Gehäusesegment (4, 4', 4") eine sich in Längsrichtung erstreckende Gehäuseöffnung (40) sowie eine daran angeordnete und sich in Längsrichtung erstreckende Aufnahmeausnehmung (48) zur Aufnahme des jeweiligen Verbindungsmoduls (1 , 1 ', 1 ") besitzt, wobei das jeweilige Verbindungsmodul (1 , 1 ', 1 ") in Längsrichtung im Wesentlichen die gleiche Länge besitzt wie das Gehäusesegment (4, 4', 4"), so dass durch Zusammenfügen der Gehäusesegmente (4, 4', 4") die einzelnen Aufnahmeausnehmungen (48) aneinander anschließen und so eine Gesamtaufnahmeausnehmung bilden, in der die beim Zusammenfügen der Gehäusesegmente (4, 4', 4") automatisch zusammengesteckten Verbindungsmodule (1 , 1 ', 1 ") gemeinsam formschlüssig im Motorgehäuse (400) gehalten sind.

16. Montageverfahren für ein System gemäß Anspruch 15, aufweisend die folgenden Schritte:

Einschieben der Verbindungsmodule (1 , 1 ', 1 ") in die Aufnahmeausnehmungen (48) der Gehäusesegmente (4, 4', 4"), wobei das jeweilige Gehäusesegment (4, 4', 4") im Wesentlichen die gleiche Länge besitzt wie das darin eingeschobene Verbindungsmodul (1 , 1 ', 1");

Einfügen der jeweiligen elektrischen Funktionsmodule in das dazugehörige Gehäusesegment (4, 4', 4");

Steckendes Verbinden des Verbindungsmoduls (1 , 1 ', 1 ") mit einem Verteilerelement (3); elektrisch leitendes Verbinden eines oder mehrerer Anschlüsse des Verteilerelements (3) mit einer elektrischen Baugruppe des jeweiligen elektrischen Funktionsmoduls; Zusammenfügen der Gehäusesegmente (4, 4', 4") und damit auch gegenseitiges Stecken der Verbindungsmodule (1 , 1 ', 1 ") benachbarter Gehäusesegmente (4, 4', 4") und dadurch elektrisches Verbinden der dafür vorgesehenen elektrischen Baugruppen der verschiedenen elektrischen Funktionsmodule und/oder der elektrischen Baugruppen mit einer externen Schnittstelle (S).